一种电压比较电路制造技术

本发明专利技术涉及一种电压比较电路,包括运放、第一电阻、第二电阻、电容、一输入端、一输出端和一参考端,所述运放的供电端用于与供电电源连接，所述运放的地端接地,所述输入端连接所述运放的同相输入端和所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接所述运放的反相输入端,所述运放的反相输入端还连接所述第一电阻的一端、所述电容的一端,所述参考端连接所述第一电阻的另一端,所述电容的另一端与所述参考端连接或用于与供电电源或地连接,所述运放的输出引脚连接所述输出端,所述参考端用于连接一个参考电压，所述参考电压的值介于供电电源的值和地之间。本发明专利技术的电路简单,对缓慢增加的漏电流不动作,对突变增加的漏电流产生动作,成本低廉。作,成本低廉。作,成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种电压比较电路


[0001]本专利技术涉及电子电路领域,尤其涉及一种对缓慢变化信号不动作的电压比较电路。

技术介绍

[0002]目前,随着开关电源的低成本化和效率提升,以及可靠性提升,直流供电成为一种潮流。之前,直流供电因为无法解决远距离传输等一系列问题而并没有普及,交流供电成为工业的核心。目前看来,直流供电造价低、运行费用低,没有功率因素补偿、并网极为容易,且地下、海底供电更容易实现,更容易实现户户太阳能分布式并网发电,而可能成为未来的主流。但是直流供电时,漏电保护目前是一个难题。
[0003]直流供电的漏电保护器不同于交流市电的漏电保护器,交流漏电保护器一般是这样工作的:火线和零线同时穿过一个磁导率较高的环形磁心,早期也使用铁芯。火线和零线在漏电保护器中看作是一条并线,若有漏电,火线和零线存在差异电流,并线中电流不再为零,这个电流仍和市电同频率,在环形磁心上绕有1000至3000匝的感应线圈,感应线圈感应出电压,本质上是微弱的感应电流在大阻值负载电阻两端形成的电压,这个电压驱动控制部分,迅速切断开关(跳闸),保护漏电流通常阈值为20～30mA。磁导率较高的环形磁心和感应线圈以及火线和零线的并线构成一个变压器。
[0004]直流供电系统无法用上述交流漏电保护器的电路来设计漏电保护器,因为直流电无法直接通过变压器传输,即无法通过上述的技术方案用变压器直接检测直流漏电流。
[0005]在直流漏电保护器中,多采用磁通门电流传感器,配合控制部分,实现漏电流达到阈值以上就跳闸,电路复杂得多,而市场期望成本不高于交流漏电保护器,目前直流漏电保护器成本仍高于交流漏电保护器,且在静态功耗上也远在交流漏电保护器之上。
[0006]其中磁通门电流传感器中的电压比较电路也是成本的一部分,传统的电路复杂,器件多,相应地相同器件的条件下,电路的静态工作电流也大。
[0007]磁通门电流传感器可以检测出微弱的直流电流,这里以用于直流漏电保护器为例,简述一下它的工作原理:环形磁心上设置一个气隙,气隙中放置一个检测磁芯,其磁导率很高,容易饱和,检测磁芯上绕有检测线圈；由一个本机振荡器产生对称的高频信号,施加在检测线圈上,每一个周期,检测磁芯都在正半周和负半周的顶部分别产生饱和,检测线圈是鉴相器的一部分,当环形磁心中有直流通过时,环形磁心产生磁通,该磁通经过检测磁芯,使得检测线圈在正半周和负半周分别产生饱和发生偏移,鉴相器输出相应的直流信号,即被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和鼓励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来丈量弱磁场的。这种物理现象对被测环境磁场来说仿佛是一道“门”,经过这道“门”,相应的磁通量即被调制,并产生感应电动势。应用这种现象来测量电流所产生的磁场,从而间接的到达测量电流的目的。
[0008]直流漏电保护器有其特性,如交流漏电保护器可以实现自供电,一般使用电容降压,实为恒流式供电,类似甲类电源；直流漏电保护器若采用直流母线自供电,损耗较大,采
用开关电源则可靠性差,成本高；且直流供电母线经常是多渠道供电,太阳能、风能、蓄电池多渠道切换；直流自供电较交流电自供电的要困难得多；所以,业界对于直流漏电保护器多采用集中供电,对其输出信号也汇总由智能控制中心处理,给出最优节能工作方式,实现智能最佳供电；对于直流供电或直流电业界通知的规则为,部分设备允许的漏电流阈值为6mA,也有采用30mA限值的,而对于交流供电,一般允许的漏电流阈值为30mA。这是因为直流电流过人体时,很容易通过心脏,而交流电随着频率的升高,存在趋肤效应,较多的电流经过皮肤分流,流过心脏等器官的电流占比下降,故而直流供电系统的漏电阈值远小于交流电供电系统的漏电阈值。另一方面,直流供电系统中,金属件形成的分布电容不会像交流电系统中出现漏电流,所以漏电阈值可以进一步地设定得较小。
[0009]图1就示出了经典的电压比较电路,其中A1为集成运算放大器,即运放,或集成电压比较器,即比较器。In是信号输入,以交流漏电保护器为例,正常时,In没有电压信号,运放A1的反相输入端的电压低于同相输入端,运放A1的输出端Out输出高电平,漏电保护器不动作；漏电流达到30mA时,In的电压高于V
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,运放A1的输出端Out输出低电平,驱动脱扣开关或继电器动作,让漏电保护器切断电源。比较器和运放的区别,这里顺便说一下。
[0010](1)、运放可以连接成为比较输出,比较器就是比较；
[0011](2)、运放的输出级一般采用互补推挽电路,比较器输出一般是集电极开路输出,即OC输出,便于电平转换,需要上拉电阻,单极性输出容易和数字电路连接,容易输出TTL电平；
[0012](3)、比较器没有相位补偿电路,转换速率比同级运放高,转换速率又叫压摆率,英文:Slew Rate,但因为其内部没有相位补偿电路,但接成放大器易自激。比较器的开环增益比一般放大器高很多,因此比较器正负端小的差异就引起输出端变化；
[0013](4)、比较器的翻转速度快大约在ns数量级而运放翻转速度一般为uS数量级,特殊高速运放除外,这个特征对本专利技术没有影响；
[0014]基于上述的比较器和运放的区别,应用于图1中运放A1,比较器和运放是可以互换的,如常见的LM393比较器类似于增益不可调的运算放大器。
[0015]正因为直流供电系统的漏电阈值较低,如上述的6mA,这就给直流漏电保护器的设计带来较大的不便,在常见的应用场景下,很容易误触发,如空气湿度逐步变大时,漏电流在缓慢增加,达到限值时,就会触发保护,事实上,这时并没有涉及人身安全的触电事件发生。
[0016]类似于且不限于图1的传统的电压比较电路,无法实现这一功能,这就需要一种特别设计的比较电路,能够实现这一功能。

技术实现思路

[0017]有鉴于此,本专利技术要解决的技术问题是提供一种电压比较电路,对缓慢变化的信号不响应,对突变信号仍然正常响应。
[0018]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:
[0019]第一方面，提供一种电压比较电路,包括运放、第一电阻、第二电阻、电容、一个输入端、一个输出端和一个参考端,所述运放的供电端用于与供电电源连接，所述运放的地端接地,其特征在于:所述输入端连接所述运放的同相输入端和所述第二电阻的一端,所述第
二电阻的另一端连接所述运放的反相输入端,所述运放的反相输入端还连接所述第一电阻的一端、所述电容的一端,所述参考端连接所述第一电阻的另一端,所述电容的另一端与所述参考端连接或用于与供电电源或地连接,所述运放的输出引脚连接所述输出端,所述参考端用于连接一个参考电压，所述参考电压的值介于供电电源的电压值和地之间。
[0020]优选地,所述第一电阻和所述第二电阻并联后的阻值与电容的容值相乘得到的时间常数不小于100毫秒。
[0021]优选地,还包括第三电阻,所述输入端通过所述第三电阻连接所述运放的同相输入端。
[0022]以上的技术方案为同相放大的方案,当出现漏电时,运放输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压比较电路,包括运放、第一电阻、第二电阻、电容、一个输入端、一个输出端和一个参考端,所述运放的供电端用于与供电电源连接，所述运放的地端接地,其特征在于:所述输入端连接所述运放的同相输入端和所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接所述运放的反相输入端,所述运放的反相输入端还连接所述第一电阻的一端、所述电容的一端,所述参考端连接所述第一电阻的另一端,所述电容的另一端与所述参考端连接或用于与供电电源或地连接,所述运放的输出引脚连接所述输出端,所述参考端用于连接一个参考电压，所述参考电压的值介于供电电源的电压值和地之间。2.根据权利要求1所述的电压比较电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻并联后的阻值与所述电容的容值相乘得到的时间常数不小于100毫秒。3.根据权利要求1或2任一项所述的电压比较电路，其特征在于，还包括第三电阻,所述输入端通过所述第三电阻连接运放的同相输入端。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王保均，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：